JP5425367B2

JP5425367B2 - Fuel assembly

Info

Publication number: JP5425367B2
Application number: JP2006546222A
Authority: JP
Inventors: エリックラバリエール; アンジェロビーティー; ミッシェルボナムール
Original assignee: アレヴァエヌペ
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: CN1914692A; DE602004012609D1; CN1914692B; ATE389939T1; US20070183556A1; EP1697946B1; WO2005071692A3; ES2300862T3; DE602004012609T2; EP1697946A2; KR101142822B1; KR20070024462A; JP2007515650A; FR2864323B1; FR2864323A1; ZA200605112B; WO2005071692A2

Abstract

An end unit (7), designed to receive the tips (19) of nuclear fuel rods (3), has lateral supports (51) for the tips of virtually all the fuel rods in an assembly round the upper ends of sockets in an evenly-spaced grid. The end unit itself is in two parts (29, 31), one of which comprises an anti-debris filter (31).

Description

本発明は、原子炉の燃料集合体に用いられる終端端部片であって、燃料集合体は燃料棒と燃料棒を支持する骨組みとを備え、燃料棒は、長手方向に延在して、実質的に規則的な網状組織におけるノードに配設され、支持用の骨組みは、２つの終端端部片と、該終端端部片に結合される要素とを備え、燃料棒は、終端端部片間に長手方向に配置されてなる、終端端部片に関する。
本発明は、特に、加圧水型原子炉（ＰＷＲ）の燃料集合体における底部端部片を構成するのに用いられる。 The present invention is a terminal end piece used for a fuel assembly of a nuclear reactor, and the fuel assembly includes a fuel rod and a framework that supports the fuel rod, and the fuel rod extends in a longitudinal direction, A supporting skeleton disposed at a node in a substantially regular network comprises two terminal end pieces and an element coupled to the terminal end piece, the fuel rod having a terminal end part The present invention relates to a terminal end piece that is disposed between the pieces in a longitudinal direction.
The present invention is particularly used to construct a bottom end piece in a pressurized water reactor (PWR) fuel assembly.

ＥＰ−５３７０４４号は、そのような燃料集合体のための底部端部片を開示している。かかる端部片は水平な壁を備え、この壁には足部が設けられて、原子炉の炉心における下側板の上に支えられる。底部端部片を上部端部片に結合する要素は、案内管によって構成されている。これらの案内管は、端部片の水平壁に固定される。水平壁は、下面には補強リブを備える。補強リブ間に区切られたそれぞれの水平壁には、冷却水の通路となる孔が設けられ、水平壁は破片防止フィルタを構成するようになっている。 EP-537 044 discloses a bottom end piece for such a fuel assembly. Such end pieces are provided with horizontal walls, which are provided with feet and supported on a lower plate in the reactor core. The element that joins the bottom end piece to the top end piece is constituted by a guide tube. These guide tubes are fixed to the horizontal wall of the end piece. The horizontal wall has reinforcing ribs on the lower surface. Each horizontal wall partitioned between the reinforcing ribs is provided with a hole serving as a cooling water passage, and the horizontal wall constitutes a debris prevention filter.

ＥＰ−５３７０４４号EP-537 044

原子炉の炉心内において、冷却水は垂直上方へ向けて流れる。より正確に言えば、冷却水は下側板を介して炉心に導入され、次に、前述した孔を介して底部端部片を通り抜け、それから燃料棒の外面に接触する。
炉心を流れる冷却水は、極めて速い上昇速度にて流れる。
炉心の運転中に見い出されたところによれば、燃料棒、特に燃料棒の下端部が振動を受けて、燃料棒を破損させ易いことである。 In the reactor core, cooling water flows vertically upward. More precisely, cooling water is introduced into the reactor core via the lower plate, and then passes through the bottom end piece through the aforementioned holes and then contacts the outer surface of the fuel rod.
The cooling water flowing through the core flows at an extremely fast rising speed.
It has been found during operation of the reactor core that the fuel rods, particularly the lower ends of the fuel rods, are subject to vibration and are likely to break the fuel rods.

より詳しくは、摩擦や“擦過”を伴う現象が生じ易く、この現象は特に、支持骨組みの下側グリッドと、燃料棒の外側クラッディングとの間において生じ易い。
これらの摩擦現象は、外側クラッディングを損傷させて、核分裂の生成ガスや生成物質を一次側冷却水の中に放出させることになる。 More specifically, a phenomenon involving friction or “scratching” is likely to occur, and this phenomenon is particularly likely to occur between the lower grid of the support framework and the outer cladding of the fuel rod.
These friction phenomena damage the outer cladding and cause the fission product gas and product to be released into the primary cooling water.

本発明の目的は、原子炉の燃料集合体における燃料棒の振動を制限することによって、かかる問題点を解決することである。
そのために、本発明は、原子炉の燃料集合体に用いられる終端端部片であって、燃料集合体は燃料棒と燃料棒を支持する骨組みとを備え、燃料棒は、長手方向に延在して、実質的に規則的な網状組織におけるノードに配設され、支持用の骨組みは、２つの終端端部片と、該終端端部片に結合される要素とを備え、燃料棒は、終端端部片間に長手方向に配置されてなる、終端端部片に関する。
端部片は、実質的にすべての燃料棒における隣接する長手方向端部を横方向に維持するための保持手段を備え、該保持手段は、実質的に規則的な網状組織におけるノードに配置されている。 The object of the present invention is to solve this problem by limiting the vibration of the fuel rods in the fuel assembly of the nuclear reactor.
To this end, the present invention is a terminal end piece used for a fuel assembly of a nuclear reactor, and the fuel assembly includes a fuel rod and a framework that supports the fuel rod, and the fuel rod extends in the longitudinal direction. And the support framework comprises two terminal end pieces and an element coupled to the terminal end pieces, the fuel rods disposed at nodes in the substantially regular network. The present invention relates to a terminal end piece that is disposed between the terminal end pieces in the longitudinal direction.
The end pieces comprise holding means for maintaining laterally adjacent longitudinal ends of substantially all fuel rods, the holding means being arranged at nodes in a substantially regular network. ing.

本発明の特定の実施形態においては、端部片は、以下の１又は複数の特徴を、単独にて、または、技術的に可能な組み合わせにて具備している。
・保持手段は、燃料棒における隣接する長手方向端部を受け入れるためのハウジングから構成されていること。
・保持手段は、燃料棒における隣接する長手方向端部を、終端端部片に対して、長手方向に固定する固定手段を構成していること。
・端部片は２つの構成要素から構成され、両者の間に、燃料棒における隣接する長手方向端部をクランプ保持すること。
・片方の要素は、破片防止フィルタを備えていること。
・長手方向の固定手段は突起部から構成され、この突起部に、燃料棒における隣接する長手方向端部に設けたリングを嵌合させること。
・長手方向の固定手段は、燃料棒における隣接する長手方向端部に係合すべく意図された、ネジから構成されていること。
・長手方向の固定手段は、スナップ嵌合（＝スナップフィット）によって固定する手段であること。
・端部片は底部端部片を構成していて、隣接する長手方向端部（１９）は燃料棒（３）の下端部であること。
・端部片は、原子炉の炉心に設けた下側板の上に支持されるための足部（２５）を備えていること。 In certain embodiments of the invention, the end piece comprises one or more of the following features, either alone or in a technically possible combination.
The holding means is composed of a housing for receiving adjacent longitudinal ends of the fuel rods;
The holding means constitutes a fixing means for fixing the adjacent longitudinal end portions of the fuel rod in the longitudinal direction with respect to the terminal end piece.
• The end piece is composed of two components, with the adjacent longitudinal end of the fuel rod clamped between them.
• One element must have a debris prevention filter.
The fixing means in the longitudinal direction is composed of a protrusion, and a ring provided at the adjacent longitudinal end of the fuel rod is fitted into this protrusion.
The longitudinal fixing means consist of screws intended to engage adjacent longitudinal ends of the fuel rod;
The fixing means in the longitudinal direction is a means for fixing by snap fitting (= snap fit) .
The end piece constitutes a bottom end piece and the adjacent longitudinal end (19) is the lower end of the fuel rod (3).
-The end piece has a foot (25) to be supported on the lower plate provided in the reactor core.

本発明はさらに、原子炉用の燃料集合体であって、燃料集合体は燃料棒と燃料棒を支持する骨組みとを備え、燃料棒は、長手方向に延在して、実質的に規則的な網状組織におけるノードに配設され、支持用の骨組みは、２つの終端端部片と、該終端端部片に結合されてなる要素とを備え、燃料棒は、終端端部片間に長手方向に配置されてなる、終端端部片において、少なくともひとつの端部片は先行するいずれかの特徴として記載の端部片であることを特徴とする。 The present invention further provides a fuel assembly for a nuclear reactor, the fuel assembly comprising a fuel rod and a framework for supporting the fuel rod, the fuel rod extending in a longitudinal direction and being substantially regular. The supporting framework is arranged at a node in a reticulated network and includes two terminal end pieces and an element coupled to the terminal end piece, and the fuel rod extends longitudinally between the terminal end pieces. The terminal end piece arranged in the direction is characterized in that at least one end piece is an end piece described as any preceding feature.

本発明の特定の実施形態においては、燃料集合体は、以下の１又は複数の特徴を、単独にて、または、技術的に可能な組み合わせにて具備している。
・保持手段は、燃料棒における隣接する長手方向端部を、終端端部片に対して、長手方向に固定する固定手段を構成していること。
・保持手段は、燃料棒における隣接する長手方向端部を、終端端部片に対して、長手方向に固定する固定手段を構成していること。
・端部片は２つの構成要素から構成され、両者の間に、燃料棒における隣接する長手方向端部をクランプ保持すること。
・長手方向の固定手段は、端部片に設けられた突起部と、燃料棒における隣接する長手方向端部に設けられて、前記突起部に嵌合するリングとから構成されていること。
リングは、構成要素のうちの片方と当接するためのリリーフ部分（７９）を備えていること。
・燃料棒における隣接する長手方向端部は、２つの構成要素の間にクランプ保持される幅広足部を備えていること。
・燃料棒における隣接する長手方向端部は、端部片にロール広げ加工によって取り付けられていること。
・長手方向の固定手段は、端部片に当接し、燃料棒における隣接する長手方向端部に係合する、ネジから構成されていること。
・長手方向の固定手段は、スナップ嵌合によって固定する手段であること。 In certain embodiments of the invention, the fuel assembly includes one or more of the following features, either alone or in a technically possible combination.
The holding means constitutes a fixing means for fixing the adjacent longitudinal end portions of the fuel rod in the longitudinal direction with respect to the terminal end piece.
The holding means constitutes a fixing means for fixing the adjacent longitudinal end portions of the fuel rod in the longitudinal direction with respect to the terminal end piece.
• The end piece is composed of two components, with the adjacent longitudinal end of the fuel rod clamped between them.
The longitudinal fixing means is composed of a projection provided on the end piece and a ring provided on the adjacent longitudinal end of the fuel rod and fitted to the projection.
The ring shall have a relief part (79) for contacting one of the components.
• Adjacent longitudinal ends of the fuel rods have wide feet that are clamped and held between the two components.
• Adjacent longitudinal ends of the fuel rods are attached to the end pieces by roll spreading.
-The fixing means in the longitudinal direction is composed of a screw that contacts the end piece and engages the adjacent longitudinal end of the fuel rod.
-The fixing means in the longitudinal direction is a means for fixing by snap fitting.

本発明に関しては、添付図面を参照しつつ、以下の例示的な実施形態についての説明を読めば明らかになるだろう。 The present invention will become apparent upon reading the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

本発明の技術的文脈を示すため、図１には、加圧水型原子炉の燃料集合体１を模式的に示している。すなわち、この場合、冷媒として水が満たされており、減速機能、つまり核燃料が発生させた中性子を減速させる働きをもつ。
燃料集合体１は、垂直に延在し、長手方向Ａに直線状に延びている。
従来より、燃料集合体１は、主として、核燃料棒３と、燃料棒３を支持するための構造物ないし骨組み５とから構成されている。
支持骨組み５は、慣習的には、以下の要素を備える。すなわち、
・燃料集合体１の長手方向端部に配設される、底部端部片７と上部端部片９。
・原子炉を制御及び停止させるべく、燃料集合体のロッドを受け入れるように意図された案内管１１。
・燃料棒３を保持するためのグリッド１３。 In order to show the technical context of the present invention, FIG. 1 schematically shows a fuel assembly 1 of a pressurized water reactor. That is, in this case, water is filled as a refrigerant, and has a deceleration function, that is, a function of decelerating neutrons generated by nuclear fuel.
The fuel assembly 1 extends vertically and extends linearly in the longitudinal direction A.
Conventionally, the fuel assembly 1 mainly includes a nuclear fuel rod 3 and a structure or a framework 5 for supporting the fuel rod 3.
The support framework 5 conventionally comprises the following elements: That is,
A bottom end piece 7 and a top end piece 9 disposed at the longitudinal end of the fuel assembly 1.
A guide tube 11 intended to receive a rod of the fuel assembly to control and shut down the reactor;
A grid 13 for holding the fuel rod 3;

案内管の長手方向端部には、端部片７及び９が固定される。端部片７と端部片９との間には、燃料棒３が垂直に延びている。燃料棒３は、実質的に規則的な網状の複数の節点（ノード）に配設され、燃料棒は当該箇所にグリッド１３にて保持される。網状組織におけるいくつかのノードは、案内管１１によって占められ、任意的事項としては、図２の中心に示した計器管１４によっても占められる。図２において、燃料棒３は破線にて示しており、案内管１１は実線にて示しており、計器管１４は黒丸にて示している。 End pieces 7 and 9 are fixed to the longitudinal ends of the guide tube. A fuel rod 3 extends vertically between the end piece 7 and the end piece 9. The fuel rods 3 are arranged at a plurality of nodes in a substantially regular mesh shape, and the fuel rods are held by the grid 13 at the corresponding positions. Some nodes in the network are occupied by the guide tube 11, and optionally also by the instrument tube 14 shown in the center of FIG. In FIG. 2, the fuel rod 3 is indicated by a broken line, the guide tube 11 is indicated by a solid line, and the instrument tube 14 is indicated by a black circle.

慣習的なグリッド１３は、交差板１５の組から構成され、これらが一緒になって区切ったセルは、規則的な網状組織のノードとその中心が合わせられる。ほとんどのセルは燃料棒３を受け入れることを意図している。２４個のセルは案内管１１を受け入れ、中央のセルは計器管１４を受け入れる。
図１及び図２の例示においては、保持グリッド１３は、一側面につき１７個のセルをもち、規則的な網状組織は、一側面につき、同じ数のノードをもつ。
別の変形例においては、セルとノードの数が異なっていて、例えば１４×１４とか、１５×１５とかになっている。
それぞれの燃料棒３は慣習的には、外側クラッディング１７を下側プラグ１９と上側プラグ２１とで閉じられて、核燃料を収容している。内部には、例えば積み重ねられた燃料ペレットが配置され、ペレットは下側プラグ１９によって支持されている。
クラッディングの内部において、上側ペレットと上側プラグ２１との間には螺旋保持バネ（図示せず）が配設される。 The conventional grid 13 is composed of a set of intersecting plates 15, and the cells that are separated together are aligned with the nodes of a regular network. Most cells are intended to accept fuel rods 3. Twenty-four cells receive the guide tube 11 and the central cell receives the instrument tube 14.
In the illustration of FIGS. 1 and 2, the retention grid 13 has 17 cells per side, and the regular network has the same number of nodes per side.
In another variant, the number of cells and nodes is different, for example 14 × 14 or 15 × 15.
Each fuel rod 3 customarily closes the outer cladding 17 with a lower plug 19 and an upper plug 21 to contain nuclear fuel. Inside, for example, stacked fuel pellets are arranged, and the pellets are supported by the lower plug 19.
A spiral holding spring (not shown) is disposed between the upper pellet and the upper plug 21 inside the cladding.

図３〜図７は、本発明による底部端部片７を示していて、図１及び図２を参照して述べた燃料集合体１に取り付けられるものである。保持グリッド１３としては、米国特許第６，５４２，５６７号やＥＰ−９２５５８９号に開示されているものが好ましい。いくつかの変形例においては、端部片７は、上述したものとは異なる燃料集合体、及び／又は、異なる保持グリッドを備えた燃料集合体にも、取り付けられる。
端部片７は、水平壁２３と、足部２５とを備え、足部は壁２３から下方へ延びて原子炉の炉心における下側板の上に支持される。
壁２３は概略平坦な平行六面体の形態であり、足部２５は壁２３の各角部に配置される。壁２３は、下側部材２９と、下側部材２９を覆う上側板３１とを備える。
下側部材２９は複数のユニット３３から構成され、これらのユニットは燃料棒３や案内管１１、及び計器管１４と同じ網状組織のノードに配置される。
このようにして、図３から分かるように、部材２９は１７行×１７列の円筒形のユニット３３を備えている。 3 to 7 show a bottom end piece 7 according to the invention, which is attached to the fuel assembly 1 described with reference to FIGS. As the holding grid 13, those disclosed in US Pat. Nos. 6,542,567 and EP-925 589 are preferable. In some variants, the end pieces 7 are also attached to fuel assemblies different from those described above and / or to fuel assemblies with different holding grids.
The end piece 7 includes a horizontal wall 23 and a foot 25, and the foot extends downward from the wall 23 and is supported on a lower plate in the reactor core.
The wall 23 is in the form of a substantially flat parallelepiped, and the foot 25 is disposed at each corner of the wall 23. The wall 23 includes a lower member 29 and an upper plate 31 that covers the lower member 29.
The lower member 29 is composed of a plurality of units 33, and these units are arranged at the same network node as the fuel rod 3, the guide tube 11, and the instrument tube 14.
Thus, as can be seen from FIG. 3, the member 29 includes a cylindrical unit 33 of 17 rows × 17 columns.

従って、燃料棒３、案内管１１、または（もしあれば）計器管１４の長手方向下方にはそれぞれのユニット３３が配置される。
ユニット３３は補強リブ３７によって互いに結合されており、下側部材２９のまわりにグリッド状の正方形を形成している。
ユニット３３は燃料棒３の下方に配置され、すなわち、ほとんどのユニット３３は燃料棒３の外径に実質的に対応した直径を有し、ノーズ３９によって下方へ延びている。ノーズ３９は、実質的には、蛋形状の形態であって下方へと集まっている。これらのノーズ３９は、それぞれのユニット３３と一体的に形成されている。 Accordingly, the respective units 33 are arranged below the fuel rod 3, the guide tube 11, or the instrument tube 14 (if any) in the longitudinal direction.
The units 33 are connected to each other by reinforcing ribs 37, and form a grid-like square around the lower member 29.
The unit 33 is disposed below the fuel rod 3, that is, most of the units 33 have a diameter substantially corresponding to the outer diameter of the fuel rod 3, and extend downward by a nose 39. The nose 39 is substantially in the form of a protein and is gathered downward. These noses 39 are formed integrally with the respective units 33.

図３及び図６から分かるように、案内管１１と計器管１４との下方に配置されるユニット３３の箇所は、一体的なノーズ３９をもたず、代わりに垂直孔４１が穿設されている。案内管１１の下方に配置される各ユニット３３については、ネジ４３の軸を受け入れるための孔４１が設けられて、端部片７を対応する案内管１１に固定する。ネジ４３の頭部４５は、実質的には蛋形状の形態になっており、これもまた、各ユニット３３の下方に配置されるノーズ３９を構成している。なお、図３には、ネジ４３は図示していないので留意されたい。
中央のユニット３３の孔４１は、計器管１４の下方に配置され、計器管１４のプローブを挿入できるように空に開放されている。
このように、端部片７における下側部材２９は、ノーズ３９を網状組織として備え、これは燃料棒３及び案内管１１の網状組織と同じになっている。
網状組織は、計器管１４の領域においてのみ中断される。いくつかの変形例においては、網状組織は、かかる管１４の領域において、もっと著しく、局所的に中断される。
しかしながら、そうした変形例では、燃料棒３の大部分はノーズ３９の上方に配置されたままに残される。 As can be seen from FIGS. 3 and 6, the unit 33 disposed below the guide tube 11 and the instrument tube 14 does not have an integral nose 39, but instead is provided with a vertical hole 41. Yes. Each unit 33 arranged below the guide tube 11 is provided with a hole 41 for receiving the shaft of the screw 43 to fix the end piece 7 to the corresponding guide tube 11. The head portion 45 of the screw 43 is substantially in the form of a protein, and this also constitutes a nose 39 disposed below each unit 33. It should be noted that the screw 43 is not shown in FIG.
The hole 41 of the central unit 33 is arranged below the instrument tube 14 and is open to the sky so that the probe of the instrument tube 14 can be inserted.
Thus, the lower member 29 in the end piece 7 includes the nose 39 as a network, which is the same as the network of the fuel rod 3 and the guide tube 11.
The network is interrupted only in the area of the instrument tube 14. In some variations, the network is more significantly and locally interrupted in the region of such tubes 14.
However, in such a variant, the majority of the fuel rods 3 remain left above the nose 39.

燃料棒３の下方に配置されるユニット３３は、めくら穴４７をさらに備え、これらの穴は下側部材２９の上面に開いている。これらの穴４７の上部部分４９は、上向きに広がっている。
図５及び図６に示すように、上側板３１は、リング５１を備え、これらのリングはユニット３３と同じく、実質的に規則的な網状組織におけるノードに配置されている。リング５１の内部通路５２は、燃料棒３の下方に配置され、該内部通路は、上向きに広がった上側部分５３と、実質的に円筒形である下側部分５５とを備え、これらの部分は、めくら穴４７の広がった部分４９と連続をなすように設けられる。これらのリング５１の外径は、燃料棒３の外径と実質的に等しい。
案内管１１と計器管１４との下方に配置されるリング５１については、その内部通路５２は、例えば円筒形になっている。これらのリング５１の外径は、案内管１１及び計器管１４の外径と実質的に等しくなっている。
リング５１同士は、補強リブ５７によって互いに結合され、補強リブは、例えば、下側部材２９のリブ３７と同様な、グリッド状になっている。 The unit 33 disposed below the fuel rod 3 further includes a blind hole 47, and these holes are opened on the upper surface of the lower member 29. The upper portions 49 of these holes 47 extend upward.
As shown in FIGS. 5 and 6, the upper plate 31 includes rings 51, which, like the unit 33, are arranged at nodes in a substantially regular network. The inner passage 52 of the ring 51 is arranged below the fuel rod 3 and comprises an upper part 53 that extends upward and a lower part 55 that is substantially cylindrical, these parts being , And provided so as to be continuous with the widened portion 49 of the blind hole 47. The outer diameters of these rings 51 are substantially equal to the outer diameter of the fuel rod 3.
About the ring 51 arrange | positioned under the guide pipe | tube 11 and the instrument pipe | tube 14, the internal channel | path 52 is a cylindrical shape, for example. The outer diameters of these rings 51 are substantially equal to the outer diameters of the guide tube 11 and the instrument tube 14.
The rings 51 are coupled to each other by a reinforcing rib 57, and the reinforcing rib has a grid shape similar to the rib 37 of the lower member 29, for example.

図５及び図６に示すように、端部片７における下側部材を上側板３１が被覆するとき、リブ５７は、部材２９のリブ３７の上側に配置され、リング５１は、ユニット３３の上側に配置される。従って、部材２９と板３１との間には縦の連続関係がある。
板５９は、リブ５７に比べて目が細かくて、リング５１とリブ５７との間に延在しており、板３１において、冷却水の通路になり冷却水を濾過する孔６１を区画している。図示の実施形態においては、板５９はグリッド状の形態に配置されている。
このように、上側板３１は、破片止めフィルタ（破片防止フィルタ）を形成している。
図５及び図６に詳しく示すように、案内管１１を固定するためのネジ４３の軸６２は、対応する孔４１を通って延びており、案内管１１に固着された下側プラグ６３に螺合している。従って、プラグ６３は上側板３１に支持されて、ネジ４３の頭部４５は下側部材２９の下側に当接している。
上側板３１と下側部材２９とは互いに隣接して、端部片７は、支持骨組み５における残余の部分に固着されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, when the upper plate 31 covers the lower member of the end piece 7, the rib 57 is disposed on the upper side of the rib 37 of the member 29, and the ring 51 is disposed on the upper side of the unit 33. Placed in. Accordingly, there is a vertical continuous relationship between the member 29 and the plate 31.
The plate 59 is finer than the ribs 57 and extends between the ring 51 and the ribs 57, and in the plate 31, the holes 61 that serve as cooling water passages and filter the cooling water are defined. Yes. In the illustrated embodiment, the plates 59 are arranged in a grid form.
Thus, the upper side plate 31 forms a debris stop filter (debris prevention filter) .
As shown in detail in FIGS. 5 and 6, the shaft 62 of the screw 43 for fixing the guide tube 11 extends through the corresponding hole 41, and is screwed into the lower plug 63 fixed to the guide tube 11. Match. Therefore, the plug 63 is supported by the upper plate 31, and the head 45 of the screw 43 is in contact with the lower side of the lower member 29.
The upper plate 31 and the lower member 29 are adjacent to each other, and the end piece 7 is fixed to the remaining portion of the support framework 5.

図７に示すように、足部２５は、例えば、固定ネジ６５によって、下側部材２９の角部に固定されている。
図７から分かるように、網状組織をなすユニット３３は、その一部分だけを示していて、その構造の詳細については示していない。
燃料棒３の下方に配置されるリング５１の通路５２と、下方に配置されるユニット３３のめくら穴４７とは、燃料棒３の下側プラグ１９を受け入れるためのハウジング６７を形成する。 As shown in FIG. 7, the foot portion 25 is fixed to a corner portion of the lower member 29 by, for example, a fixing screw 65.
As can be seen from FIG. 7, the unit 33 forming the network structure shows only a part thereof, and details of the structure are not shown.
The passage 52 of the ring 51 arranged below the fuel rod 3 and the blind hole 47 of the unit 33 arranged below form a housing 67 for receiving the lower plug 19 of the fuel rod 3.

図３〜図７に示した実施形態においては、下側プラグ１９は、これらの通路６７における上側の広がった部分５３にて、その下側プラグと相補的である形状によって支持される。従って、燃料棒３は、その下端部において、底部端部片７に対して横方向に保持される。燃料棒３の上端部については、例えば、従来技術と同じく自由になっていて、上部端部片９によって保持されることはない。
燃料棒３及び案内管１１に対し、連続的にノーズ３９が配置されて設けられるために、流れの経路は、燃料棒３の下端部に沿って実質的に垂直に向けられて、従って、横方向の水の流速は低下する。
従って、原子炉の運転中に、燃料棒３の下端部に発生する振動が減少する。
燃料棒３の下端部が端部片７それ自体によって保持されていることから、燃料棒３が振動する危険性はさらに減少する。このように、燃料棒３の振動については、下側保持グリッド１３に分配可能な程度にまで制限される。
燃料棒３のクラッディング１７が擦過して損傷する危険性は限定される。
端部片７は、水流に対して良好な透明度をもっていて、従って、大きな圧力低下をもたらすものではない。 In the embodiment shown in FIGS. 3 to 7, the lower plug 19 is supported by a shape that is complementary to its lower plug at the upper widened portion 53 in these passages 67. Therefore, the fuel rod 3 is held in the lateral direction with respect to the bottom end piece 7 at the lower end thereof. The upper end portion of the fuel rod 3 is, for example, free as in the prior art and is not held by the upper end piece 9.
Due to the continuous arrangement of the nose 39 with respect to the fuel rod 3 and the guide tube 11, the flow path is directed substantially vertically along the lower end of the fuel rod 3 and thus laterally. The flow rate of water in the direction decreases.
Therefore, vibration generated at the lower end of the fuel rod 3 during the operation of the nuclear reactor is reduced.
Since the lower end of the fuel rod 3 is held by the end piece 7 itself, the risk of the fuel rod 3 vibrating further decreases. As described above, the vibration of the fuel rod 3 is limited to such an extent that it can be distributed to the lower holding grid 13.
The risk of scuffing and damaging the cladding 17 of the fuel rod 3 is limited.
The end piece 7 has good transparency to the water flow and therefore does not cause a large pressure drop.

一般的に言えば、ノーズ３９は、燃料棒３の下端部の領域の流れを長手方向に振り向けるためには、蛋形状以外の形態に構成しても良い。
従って、例えば円錐形の形状など、底部へ向けて一点に集まるような特定の形態にしても良い。
さらに、大部分の燃料棒３がノーズ３９の上方に配置されている限り、ノーズ３９を設ける密度は上述した実施形態に比べて少なくしても良い。
代表的には、底部端部片７は、ステンレス鋼又はジルコニウム合金から構成される。
それは、在来の任意の方法によって構築される。
このように、部材２９と板３１とを構築するには、金型成形によるか、または、研磨粒子を水に含めた超高圧（数千バール）の研磨水のジェットを用いるかによる。 Generally speaking, the nose 39 may be configured in a form other than a protein shape in order to direct the flow in the region of the lower end portion of the fuel rod 3 in the longitudinal direction.
Therefore, a specific form such as a conical shape that gathers at one point toward the bottom may be used.
Furthermore, as long as most of the fuel rods 3 are disposed above the nose 39, the density at which the nose 39 is provided may be smaller than that of the above-described embodiment.
Typically, the bottom end piece 7 is made of stainless steel or a zirconium alloy.
It is constructed by any conventional method.
Thus, the construction of the member 29 and the plate 31 depends on molding or using an ultra-high pressure (several thousand bar) abrasive water jet containing abrasive particles in water.

図８の変形例に示すように、底部端部片７における水平壁２３は必ずしも２つの部分から構成されている必要はない。
従って、そうした変形例においては、破片防止フィルタは、部材２９と一体的に構成され、すなわち、補強リブ３７の間に板５９が延在する。
図８の変形例においては、足部２５は、板５９と同様に、部材２９に一体的に形成されていることが分かるだろう。
底部端部片７は、１つの部品として構成される。
網状組織に配列されたノーズ３９は、燃料棒３の網状組織と実質的に対応し、燃料棒３の下端部を保持する手段が端部片７に設けられているか否かには関係なく、これを用いることができる。
逆に、底部端部片７による燃料棒３の保持をさらに大規模にして、本発明の第２の実施形態に示した如く、長手方向の固定を含めても良い。 As shown in the modification of FIG. 8, the horizontal wall 23 in the bottom end piece 7 does not necessarily need to be composed of two parts.
Therefore, in such a modified example, the debris prevention filter is formed integrally with the member 29, that is, the plate 59 extends between the reinforcing ribs 37.
In the modified example of FIG. 8, it can be seen that the foot 25 is formed integrally with the member 29, like the plate 59.
The bottom end piece 7 is configured as one piece.
The noses 39 arranged in the network structure substantially correspond to the network structure of the fuel rod 3, regardless of whether the end piece 7 is provided with means for holding the lower end portion of the fuel rod 3, This can be used.
Conversely, the holding of the fuel rod 3 by the bottom end piece 7 may be further scaled up to include longitudinal fixing as shown in the second embodiment of the present invention.

図９は、本実施形態に対する第１の変形例であって、図１〜図７の実施形態と主として異なる点は、本実施形態にあっては、燃料棒３の長手方向下方に配設されたユニット３３が、突起部７１を備えて上方へ延び、円形の溝部７３で仕切られている点にある。
燃料棒３の下側プラグ１９は、下方へ延びて実質的に円筒形のリング７５になっている。これらのリング７５には、割れ目が形成されていて、変形可能な弾性舌部７７を形成している。
各リング７５は変形していて、屈曲した隆起部によって、丸い拡大部７９を構成している。
リング７５の内径は、突起部７１の外径に比べてわずかに小さくなっている。
燃料棒３を底部端部片７に組み付けるには、図９の左側部分に示すように、押し込むことが必要である。
上側板３１を燃料棒３に固定するには、予め、燃料棒３の上端をリング５１の通路５２に通しておいておく。
次に、図９の左側に矢印８１にて示す如く、リング７５を突起部７１に嵌着させる。
この取付作業中には、舌部７７は横方向外側へ、わずかに弾性変形する。
次に、上側板３１を降ろして、下側部材２９に当接させれば、図９の右側に示した状態になる。
すると、リング５１の通路５２における下側部分８３が拡大部分７９に対して当接する。これらの下側部分８３は、例えば、底部へ向かって広がった形状のものである。
上述したネジ４３を用いて、底部端部片７を案内管１１に固定すれば、支持骨組み５の組立体が完成する。
すると、上側板３１は下側部材２９に対して長手方向に当接した状態に維持され、従って、燃料棒３の下端部は拡大部分７９によって、部材２９に対して長手方向にクランプされる。
そして、すべての燃料棒３は、底部端部片７に対して長手方向に固定され、これにより、端部片７に対する燃料棒３の横方向の固定を得て、燃料棒３の振動と擦過による損傷とのリスクをさらに低減させる。 FIG. 9 is a first modification of the present embodiment, and the main difference from the embodiment of FIGS. 1 to 7 is that the fuel rod 3 is disposed below the fuel rod 3 in the present embodiment. The unit 33 is provided with a protrusion 71 and extends upward and is partitioned by a circular groove 73.
The lower plug 19 of the fuel rod 3 extends downward to form a substantially cylindrical ring 75. These rings 75 are formed with cracks to form deformable elastic tongues 77.
Each ring 75 is deformed, and a round enlarged portion 79 is constituted by a bent raised portion.
The inner diameter of the ring 75 is slightly smaller than the outer diameter of the protrusion 71.
In order to assemble the fuel rod 3 to the bottom end piece 7, it is necessary to push it in as shown in the left part of FIG.
In order to fix the upper plate 31 to the fuel rod 3, the upper end of the fuel rod 3 is passed through the passage 52 of the ring 51 in advance.
Next, as shown by the arrow 81 on the left side of FIG.
During this attaching operation, the tongue 77 is slightly elastically deformed laterally outward.
Next, when the upper plate 31 is lowered and brought into contact with the lower member 29, the state shown on the right side of FIG. 9 is obtained.
Then, the lower portion 83 in the passage 52 of the ring 51 comes into contact with the enlarged portion 79. These lower portions 83 have, for example, a shape that expands toward the bottom.
If the bottom end piece 7 is fixed to the guide tube 11 using the screw 43 described above, the assembly of the support framework 5 is completed.
Then, the upper side plate 31 is maintained in a state in which the upper plate 31 is in contact with the lower member 29 in the longitudinal direction, and therefore, the lower end portion of the fuel rod 3 is clamped in the longitudinal direction with respect to the member 29 by the enlarged portion 79.
All the fuel rods 3 are fixed in the longitudinal direction with respect to the bottom end piece 7, thereby obtaining the lateral fixation of the fuel rod 3 with respect to the end piece 7, and vibration and abrasion of the fuel rod 3. Further reduce the risk of damage due to.

図１０は、本実施形態の第２の変形例を示している。
この変形例においては、リング７５の直径はさらに小さくされ、従って燃料棒３におけるクラッディング１７の外径に比べて小さくなっている。リング７５は、肩部８５によって、下側プラグ１９の側面に固定される。リング５１の中央通路５２は、下側の広がり部分８３に加えて、上側の部分８７も上方へ向けて広がっている。
突起部７１の外径は、第１の変形例に比べてさらに小さくなっている。
燃料棒３を底部端部片７に組み付けるには、図１０の左側部分に矢印８８にて示す如く、まず最初に、リング７５をグリッド３１のリング５１における通路５２に挿入する。この挿入作業中には、舌部７７が弾性的に横方向に内方へ向けて変形し、拡大部分７９は円錐形部分８３の下方に配置され、肩部８５は破片防止グリッド３１の上面に当接する。そして、燃料棒３の下側プラグ１９を組み付けるためには、上側グリッド３１を係合させる。
次に、上側グリッド３１を、下側ユニット２９に当接させて、突起部７１をリング７５の内側に挿入させる。突起部７１は、板７７の変形を防ぎ、従って、下側プラグ１９は上側板３１から係脱することが防がれる。
底部端部片７をネジ４３で案内管１１に固定したならば、支持骨組み５の構築は完成する。
この第２の変形例においては、燃料棒３の下端部もまた、端部片７に対して長手方向と横方向とに固定される。 FIG. 10 shows a second modification of the present embodiment.
In this variant, the diameter of the ring 75 is further reduced and is therefore smaller than the outer diameter of the cladding 17 in the fuel rod 3. The ring 75 is fixed to the side surface of the lower plug 19 by a shoulder portion 85. In the central passage 52 of the ring 51, in addition to the lower expanding portion 83, the upper portion 87 also expands upward.
The outer diameter of the protrusion 71 is further smaller than that of the first modification.
In order to assemble the fuel rod 3 to the bottom end piece 7, first, the ring 75 is inserted into the passage 52 in the ring 51 of the grid 31, as indicated by the arrow 88 in the left part of FIG. 10. During this insertion operation, the tongue 77 is elastically deformed inward in the lateral direction, the enlarged portion 79 is disposed below the conical portion 83, and the shoulder 85 is formed on the upper surface of the debris prevention grid 31. Abut. In order to assemble the lower plug 19 of the fuel rod 3, the upper grid 31 is engaged.
Next, the upper grid 31 is brought into contact with the lower unit 29, and the protrusion 71 is inserted inside the ring 75. The protrusion 71 prevents the plate 77 from being deformed, and thus the lower plug 19 is prevented from being detached from the upper plate 31.
If the bottom end piece 7 is fixed to the guide tube 11 with the screw 43, the construction of the support framework 5 is completed.
In the second modification, the lower end portion of the fuel rod 3 is also fixed in the longitudinal direction and the lateral direction with respect to the end piece 7.

図１１に示した第３の変形例においては、燃料棒３における下側プラグ１９は、幅広い足部８９、例えば外部クラッディング１７の外径に比べて大きい直径をもった円板状に形成される。
燃料棒の上端部をグリッド３１のリング５１に入れて燃料棒３を取り付けた後には、これらの足部８９はリング５１に設けられた下側のさら穴９１に係合する。足部８９と、従って燃料棒３の下端部とは、端部片７の下側部材２９と上側板３１との間に、案内管１１を固定するネジ４３によって、長手方向に固定される。 In the third modification shown in FIG. 11, the lower plug 19 in the fuel rod 3 is formed in a disk shape having a wider diameter than the outer diameter of the foot 89, for example, the outer cladding 17. The
After the upper ends of the fuel rods are put into the ring 51 of the grid 31 and the fuel rods 3 are attached, these feet 89 engage with the lower countersink 91 provided in the ring 51. The foot portion 89, and thus the lower end portion of the fuel rod 3, is fixed in the longitudinal direction between the lower member 29 of the end piece 7 and the upper plate 31 by a screw 43 that fixes the guide tube 11.

図１２に示した変形例においては、燃料棒３の下側プラグ１９はリング７５を備えているけれども、これには割れ目は設けていない。これらのリング７５は、リング５１の通路５２に挿入してから、ロール広げ加工によって固定される。
従って、燃料棒３の下端部は、底部端部片７の上側板３１に対して長手方向と横方向とに固定され、これ自体はネジ４３によって底部端部片７の部材２９に固定される。 In the modification shown in FIG. 12, the lower plug 19 of the fuel rod 3 is provided with a ring 75, but this is not provided with a crack. These rings 75 are inserted into the passage 52 of the ring 51 and then fixed by roll spreading.
Therefore, the lower end portion of the fuel rod 3 is fixed in the longitudinal direction and the lateral direction with respect to the upper plate 31 of the bottom end piece 7, and is itself fixed to the member 29 of the bottom end piece 7 by the screw 43. .

図１３はさらに別の変形例を示していて、燃料棒３を端部片７に固定するために、案内管１１の固定に用いたものと同様な、ネジ４３を用いている。
従って、燃料棒３の下方に配置される各ノーズ３９は、ネジ４３の頭部４５によって形成され、ネジの軸６２は対応するユニット３３を貫通し、対応する燃料棒３の下側プラグ１９に螺合する。
上述した各実施形態及びその変形例においては、端部片７は必ずしも破片防止フィルタを構成しなくても良い。
改めて再認識されるように、端部片７に保持手段が存在すること、また、より好ましくは、横方向及び／又は長手方向にすべての燃料棒３を固定する手段については、燃料棒３に沿って冷却水の流れを振り向けるノーズ３９の使用とは別の事と考えられるが、というのは、これらは互いに独立して、燃料棒３が振動するリスクを制約するからである。
いくつかの変形例においては、大部分の燃料棒が保持された状態になっていれば、いくつかの燃料棒は端部片７に保持されていなくても良い。
より一般的には、上述した原理は、加圧水型原子炉用の燃料集合体のみならず、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）用の燃料集合体にも適用することができる。 FIG. 13 shows still another modified example, and a screw 43 similar to that used for fixing the guide tube 11 is used to fix the fuel rod 3 to the end piece 7.
Accordingly, each nose 39 disposed below the fuel rod 3 is formed by the head 45 of the screw 43, and the screw shaft 62 passes through the corresponding unit 33 and is connected to the lower plug 19 of the corresponding fuel rod 3. Screw together.
In each embodiment mentioned above and its modification, the end piece 7 does not necessarily need to comprise a fragment prevention filter.
As will be recognized again, the presence of retaining means on the end piece 7 and, more preferably, means for fixing all the fuel rods 3 in the lateral and / or longitudinal direction are indicated in the fuel rods 3. This is considered to be different from the use of the nose 39 for diverting the flow of cooling water along, because they restrict the risk of the fuel rods 3 from vibrating independently of each other.
In some variations, some fuel rods may not be held by the end piece 7 as long as most of the fuel rods are held.
More generally, the principles described above can be applied not only to fuel assemblies for pressurized water reactors, but also to fuel assemblies for boiling water reactors (BWR).

図１は、従来技術による燃料集合体を示した模式的な側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing a fuel assembly according to the prior art. 図２は、図１の燃料集合体における燃料棒の分布を示した模式的な上面図である。FIG. 2 is a schematic top view showing the distribution of fuel rods in the fuel assembly of FIG. 図３は、本発明の第１の実施形態の第１の変形例による、燃料集合体の底部端部片を示した模式的な底面図である。FIG. 3 is a schematic bottom view showing a bottom end piece of a fuel assembly according to a first modification of the first embodiment of the present invention. 図４は、図３の端部片について示した模式的な斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing the end piece of FIG. 図５は、図３の底部端部片と燃料棒と案内管との結合関係について示した、模式的な部分分解斜視図である。FIG. 5 is a schematic partial exploded perspective view showing the coupling relationship among the bottom end piece, the fuel rod, and the guide tube of FIG. 図６は、底部端部片と案内管と燃料棒との結合関係について、図５のVI−VI線に沿って示した、模式的な部分断面図である。FIG. 6 is a schematic partial cross-sectional view showing the connection relationship among the bottom end piece, the guide tube, and the fuel rod along the line VI-VI in FIG. 5. 図７は、図３の底部端部片への足部の固定を示した模式的な部分平面図である。FIG. 7 is a schematic partial plan view showing fixation of the foot to the bottom end piece of FIG. 図８は、本発明の第１の実施形態による第２の変形例を示した、模式的な部分斜視図である。FIG. 8 is a schematic partial perspective view showing a second modification according to the first embodiment of the present invention. 図９は、本発明の第２の実施形態による第１の変形例を示した、模式的な部分断面図である。FIG. 9 is a schematic partial sectional view showing a first modification according to the second embodiment of the present invention. 図１０は、本発明の第２の実施形態における他の変形例について、図９と同様に示した図である。FIG. 10 is a view similar to FIG. 9 showing another modified example of the second embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の第２の実施形態における他の変形例について、図９と同様に示した図である。FIG. 11 is a view similar to FIG. 9 showing another modification of the second embodiment of the present invention. 図１２は、本発明の第２の実施形態における他の変形例について、図９と同様に示した図である。FIG. 12 is a view similar to FIG. 9 showing another modification of the second embodiment of the present invention. 図１３は、本発明の第２の実施形態における他の変形例について、図９と同様に示した図である。FIG. 13 is a view showing another modification of the second embodiment of the present invention in the same manner as FIG.

Claims

A fuel assembly (1) for a nuclear reactor, the fuel assembly (1) comprising a fuel rod (3) and a supporting framework (5) for supporting the fuel rod (3), the fuel rod (3) Extends in the longitudinal direction (A) and is arranged at a plurality of substantially regular mesh-like nodes, the supporting framework (5) comprising an upper end piece (9) and a bottom end A piece (7) and an element (11) connected to the top end piece (9) and the bottom end piece (7), the fuel rod (3) comprising a top end piece (9) and The bottom end piece (7) is disposed in the longitudinal direction between the bottom end pieces (7), and the bottom end piece (7) substantially extends the bottom end piece (19) in the longitudinal direction of all the fuel rods (3). 7) with holding means (67; 71, 83; 91; 51; 43) for holding the transverse position and fixing in the longitudinal direction, the holding means being substantially regular Such arranged in a plurality of nodes of the mesh, and comprises two components (29, 31), the longitudinal direction lower end of the fuel rod (3) (19) is larger portion protruding laterally (79, 89, 75), the enlarged portion (79, 89, 75) is disposed between these two components (29, 31), and the lower end (19) in the longitudinal direction of the fuel rod (3) is enlarged. the fuel assembly according to claim Rukoto clamped held longitudinally between these two components (29, 31) by parts (79,89,75).

2. The fuel assembly according to claim 1, wherein one of the two components (31) includes a debris stop filter (31).

The bottom end piece (7), according to claim 1, characterized in that it comprises a foot portion for being supported on the lower plate provided with the fuel assemblies in a nuclear reactor core (25) or 2. The fuel assembly according to 2.

The holding means includes a housing (67) that receives the lower end (19) in the longitudinal direction of the fuel rod (3) , and the housing (67) is formed in the two components (29, 31). The fuel assembly according to any one of claims 1 to 3, wherein:

The holding means includes a protrusion (71) provided on one of the two components (29, 31) , and a ring (75) is connected to the longitudinal end (19) of the fuel rod (3). The fuel assembly according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fuel assembly is fitted to the protrusion (71).

Said ring (75) is a fuel assembly according to claim 5, characterized in that it comprises the enlarged portion for one abutment of said two components (29, 31) (79) body.

The said expansion part is formed of the wide leg part (89) clamped and hold | maintained between the said 2 component (29, 31), The any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Fuel assembly.

Said retaining means, any one of claims 1 to 7, characterized in that the longitudinal lower part (19) is snapped in between the two components (29, 31) of the fuel rods (3) The fuel assembly according to item 1.